基于视觉刺激的事件相关脑电信号处理

脑电信号(Electroencephalograph，EEG)是脑神经细胞电生理活动在大脑皮层或头皮表面的总体反映，其包含了大量的生理与病理信息，并可以用许多特征量来描述其特征信号。P300电位即受试者辨认“新异”(oddball)刺激序列中低概率的“靶刺激”时，在头皮记录到的潜伏期约为300ms的最大晚期正性波，是事件相关电位(Event-Related Potential，ERP)中应用最广、与认知功能关系最为密切的成分。脑机接口(BCI)是一种不依赖于外周神经和肌肉等常规输出通道的信息交流系统。P300是神经系统接受特定模式下的视觉刺激所产生的特定电活动，适合于脑机接口应用。 本文针对P300脑电信号的特点，即诱发电位中的P300成分通常是在新异刺激模型中对不同刺激进行辨别、分类、判断时产生的，所以采用视觉“Oddball”范式诱发事件相关电位，然后采用EGI 64导脑电系统采集原始脑电信号，再用Net-Station软件对原始数据进行预处理，预处理步骤包括滤波(Filter)、数据分段(Segmentation)、人工伪迹检测(Artifact Detection)、坏通道替换(Bad Channel Replacement)、叠加平均(Averaging)、参考点转换(Average Referencing)、基线校正(Baseline Correction)等，最后采用功率谱分析与相关系数矩阵相结合的方法选取恰当的电极，确定少量活跃电极分布在头顶位置，活跃电极主要集中在后脑区域，为脑机接口应用产品的开发奠定理论基础。